心脑血管疾病是目前致死率最高的疾病,没有之一。这类疾病,我们如何去研究,并通过我们的研究降低该类疾病的危害呢。今天就聊聊脑卒中。借用百度百科的话,“脑卒中”(cerebralstroke)又称“中风”、“脑血管意外”(cerebralvascularaccident,CVA)。是一种急性脑血管疾病,是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病,包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中,占脑卒中总数的60%~70%。
Anyway,不管是缺血性的还是出血性的,最终都是导致脑组织的损伤,记医院,看医生的治疗用药,一开始都是降压药,再加上营养神经的药。
中医中讲治未病,从这个角度,养生是预防(治疗)之道。如果疾病已经发生,我们寻求病后如何治疗(治已病)。对于脑卒中来说,病后治疗就是如何降低脑组织的损伤,保护神经细胞。
从课题设计的角度,临床科研第一步,确定细胞模型和检测指标。
检测指标很明确是增殖凋亡。
细胞模型,首先是脑神经细胞,其次是脑部病灶处的其他细胞,比如神经胶质细胞,血管内皮细胞等。但这些细胞的原代培养就已经很难,后面还有加上基因操作,药物操作,实验的难度可想而知。这个结如何解呢?
对于药物研究来说,还有一个问题,培养的细胞不是病理状态的,如何在细胞上模拟病理状态呢,也就是用什么条件来模拟疾病发生时的细胞微环境。从文献中寻找答案。
Nitro-OxidativeStressafterNeuronalIschemiaInducesProteinNitrotyrosinationandCellDeath.OxidativeMedicineandCellularLongevity..
在storke后,脑部为了恢复血流供应,缺血组织会产生NO以提高血管的舒张度,但缺血组织也会出现超氧化物阴离子(superoxideanion),其与NO结合产生有毒的过氧化亚硝酸盐(peroxynitrite),最终导致细胞损伤。
文章中用了4种细胞,SH-SY5Y,人神经母细胞瘤细胞,作为神经细胞的模型。BV2,小鼠小胶质细胞,作为神经胶质细胞模型。HUVEC,人脐静脉内皮细胞。HC-VSMC,原代培养的脑部血管平滑肌细胞。
SIN-1是过氧化亚硝酸盐(peroxynitrite)模拟物,可以看出这4种细胞都会受到损伤。
MelatoninprotectsSHSY5Yneuronalcellsbutnotculturedastrocytesfromischemiaduetooxygenandglucosedeprivation.JournalofPinealResearch..
这篇文章类似药物研究了。在低糖低氧情况下(OGD),melatonin的保护作用。
细胞用了两种,SHSY5Y,作为神经细胞模型。原代培养的星形胶质细胞。
很有意思,在低糖低氧下(OGD),胶质细胞不死。SY5Y会死,melatonin可以起到保护作用。这里在提醒我们,如果我们在细胞模型中是用低糖低氧作为诱导细胞病理下的条件的话,细胞模型选择尽量选SY5Y。
Protectionagainstischemicbraininjurybyproteintherapeutics.PNAS..
这篇文章也相当于做药物研究。细胞用了,SH-SY5Y。原代培养的皮层神经元细胞。
细胞上用STS处理来促凋亡,然后加入药物看保护作用。
在SY5Y细胞上,药物PTD-FNK具有保护细胞的作用。且梯度效应非常好。
在原代培养的皮层神经元中,药物PTD-FNK也具有保护细胞的作用。但梯度效应并不好,且组内偏差大。这就是为什么建议用细胞系拿结论,到原代细胞进行验证的原因。因为原代细胞培养就很难,实验中组内偏差大,重复性不好。
FumaricacidesterspromoteneuronalsurvivaluponischemicstressthroughactivationoftheNrf2butnotHIF-1signalingpathway.Neuropharmacology..
最后来篇年做药的文章。
药物是umaricacidesters类的两种药,dimethylfumarate(DMF)andmonomethylfumarate(MMF)。这两个药有抗炎作用,但也有抗氧化作用。本文讨论的是抗氧化作用,从而保护神经细胞免受氧化作用的损害。
神经元细胞用了两个,SH-SY5Y,人的细胞,这篇文章对其的描述是thehumanneuronalcelllineSH-SY5Y。HT-22,小鼠海马神经元细胞,ThemurineneuronalcelllineHT-22。
A图是HT22,B图是SY5Y。可以看到,OGD模拟缺血缺氧,可以使得细胞死亡增加,加入药物后,保护细胞。
跟氧相关,通常会想到HIF-1a,但是,药物的保护作用,不是通过HIF-1a,加入药物,HIF-1a没啥反应。A是HT22,B是SY5Y。
那就找其他的了。
A是HT22,E是SY5Y,发现,药物DMF会上调NRF2(药物与药靶的分子相关性数据)。
药物与药靶是否功能相关呢。这个C图就是功能相关性数据。细胞在OGD情况下会死亡,加入药物MMF和DMF后会保护细胞。当把药物NRF2干扰后,DMF药物的保护作用减弱。MMF不受影响。因为只有DMF可以上调NRF2,通过其进行神经细胞的保护作用。这个数据是药物与药靶功能相关性的回复实验,讲座中的功能相关的b步骤,很好的数据。
总结下:
对于脑卒中的研究,特别是脑卒中的药物研究,从课题的设计、成功率及临床的意义角度来说,做缺血缺氧条件下的神经损伤研究是意义最大的。细胞采用细胞系,人的用SY5Y,小鼠的用HT22。避开神经元原代培养及基因操作难度大的问题,提高课题的可行性及成功率。然后课题设计按照药物研究的思路进行设计,寻找起效药靶。最后这篇年的文章,虽然是5分文章,但其实,药是老的,基因其实也不新。药靶方面仅做了与药物的功能相关性,临床相关性和机制,以及动物实验都没有做。如果是按照我们药物研究的方案一步一步做好,比这篇文章要丰富多了。
PS:希望和季博在学习、实验上有更多交流的朋友们,可以鍖椾含涓鍖婚櫌鍦ㄥ摢閲?鍖椾含涓鐧界櫆椋庡尰闄㈣矾绾?
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